變頻器基本結(jié)構(gòu)與選擇

變頻器基本結(jié)構(gòu)與選擇第一頁，共六十一頁，2022年，8月28日各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的通用變頻器，其主電路結(jié)構(gòu)和控制電路并不完全相同，但基本的構(gòu)造原理和主電路連接方式以及控制電路的基本功能都大同小異。下圖所示為通用變頻器結(jié)構(gòu)原理示意圖。主要包括三個部分：一是主電路接線端，包括接工頻電網(wǎng)的輸入端（R、S、T），接電動機(jī)的頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的輸出端（U、V、W）；二是控制端子，包括外部信號控制端子、變頻器工作狀態(tài)指示端子、變頻器與微機(jī)或其他變頻器的通信接口；三是操作面板，包括液晶顯示屏和鍵盤。第二頁，共六十一頁，2022年，8月28日

第三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

變頻器外觀結(jié)構(gòu)圖第四頁，共六十一頁，2022年，8月28日

ABB公司ACS600變頻器結(jié)構(gòu)圖

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通用變頻器由主電路和控制電路組成，其基本構(gòu)成如下圖所示。其中，給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分稱為主電路，主電路包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)（又稱平波回路）和逆變器等。第六頁，共六十一頁，2022年，8月28日通用變頻器的基本構(gòu)成

第七頁，共六十一頁，2022年，8月28日1）整流器。電網(wǎng)側(cè)的變流器為整流器，它的作用是把工頻電源變換成直流電源。三相交流電源一般需經(jīng)過壓敏電阻網(wǎng)絡(luò)引入到整流橋的輸入端。壓敏電阻網(wǎng)絡(luò)的作用是吸收交流電網(wǎng)浪涌過電壓，從而避免浪涌侵入，導(dǎo)致過電壓而損壞變頻器。整流電路按其控制方式可以是直流電壓源，也可以是直流電流源。電壓型變頻器的整流電路屬于不可控整流橋直流電壓源，當(dāng)電源線電壓為380V時，整流器件的最大反向電壓一般為1000V，最大整流電流為通用變頻器額定電流的2倍。第八頁，共六十一頁，2022年，8月28日智能功率模塊的安裝與應(yīng)用

當(dāng)將IPM模塊安裝到散熱器上時，操作時應(yīng)避免安裝受力不均勻。推薦使用平面度在150m或更小的散熱器，并避免單邊應(yīng)力過緊，要嚴(yán)格遵照如圖2-62所示的推薦的螺釘安裝擰轉(zhuǎn)順序操作，如果模塊受力不均，會導(dǎo)致模塊陶瓷絕緣破裂，致使模塊損壞或留下潛在的故障隱患。不要將端子和螺釘擰得過緊，在模塊產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊中一般會提供最大轉(zhuǎn)矩值，在安裝過程中為了符合指定力矩值，必須使用力矩扳手。力最大限度地使基板與散熱器接觸以利于傳熱，散熱器表面必須具有句皿或更小的表面光潔度，并應(yīng)在傳熱界面使用導(dǎo)熱硅膠。選擇使用的硅膠應(yīng)能在工作溫度內(nèi)性能穩(wěn)定，并且保證在裝置壽命期內(nèi)性能不發(fā)生變化。第九頁，共六十一頁，2022年，8月28日

圖（a）所示是兩點安裝型，預(yù)擰緊順序為①→②，最終擰緊順序為②→①；圖（b）所示是四點安裝型，預(yù)擰緊順序為①→②→③→④，最終擰緊順序為④→③→②→①。第十頁，共六十一頁，2022年，8月28日

2）逆變器。負(fù)載側(cè)的變流器為逆變器。與整流器的作用相反，逆變器是將直流功率變換為所需求頻率的交流功率。逆變器最常見的結(jié)構(gòu)形式是利用6個半導(dǎo)體主開關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路。通過有規(guī)律地控制逆變器中主開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，可以得到任意頻率的三相交流輸出波形。第十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日

中間直流環(huán)節(jié)實際上是中間直流儲能環(huán)節(jié)，另一個作用是承擔(dān)對整流電路輸出進(jìn)行濾波，以減少電壓或電流的波動。此外，由于異步電動機(jī)制動的需要，在直流中間電路中還設(shè)有制動電阻及其他輔助電路，這就是直流中間電路的作用。電壓型變頻器的直流中間電路的主要元器件是大容量電解電容，而電流型變頻器則主要由大容量電感器組成。

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控制電路常由運算電路，檢測電路，控制信號的輸入、輸出電路，驅(qū)動電路和制動電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制，對整流器的電壓控制，以及完成各種保護(hù)功能等。通用變頻器中的制動電路是為了滿足異步電動機(jī)制動的需要而設(shè)置的，對于大、中容量的通用變頻器來說，為了節(jié)約能源，一般采用電源再生單元將上述能量回饋給供電電源。而對于小容量通用變頻器來說，則通常采用制動電路，將異步電動機(jī)反饋回來的能量在制動電路上消耗掉。

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變頻器的分類

通用變頻器按其主電路結(jié)構(gòu)形式可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器，如果主電路中沒有直流中間環(huán)節(jié)的稱為交-交變頻器，有直流中間環(huán)節(jié)的稱為交-直-交變頻器。按其工作方式有電壓型變頻器和電流型變頻器；按其逆變器開關(guān)方式有PAM（PulseAmplitudeModulation，脈沖振幅調(diào)制）控制方式、PWM（PulseWidthModulation，脈寬調(diào)制）控制方式和高頻載波SPWM（SinusoidalPWM，正弦脈寬調(diào)制）控制方式三種；按其逆變器控制方式有U/f控制方式、轉(zhuǎn)差頻率控制方式、矢量控制方式、矢量轉(zhuǎn)矩控制方式和直接轉(zhuǎn)矩控制等。第十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日

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變頻器的額定值和技術(shù)指標(biāo)

1．輸入側(cè)的額定值中、小容量通用變頻器輸入側(cè)的額定值主要指電壓和相數(shù)。在我國，輸入電壓的額定值（指線電壓）有3相380V、3相220V（主要是進(jìn)口變頻器）和單相220V（主要用于家用電容小容量變頻器）三種。此外，輸入側(cè)電源電壓的頻率一般規(guī)定為工頻50Hz或60Hz。第十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日2．輸出側(cè)的額定值（1）輸出電壓UN。由于變頻器在變頻的同時也要變壓，所以輸出電壓的額定值是指輸出電壓中的最大值。（2）輸出電流IN。指允許長時間輸出的最大電流，是用戶在選擇變頻器時的主要依據(jù)。（3）輸出容量

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（4）配用電動機(jī)容量PN。對于變頻器說明書中規(guī)定的配用電動機(jī)，其容量說明如下：1）它是根據(jù)下式估算的結(jié)果2）說明書中的配用電動機(jī)容量僅對長期連續(xù)負(fù)載才是適合的，對于各種變動負(fù)載則不適用。（5）過載能力。變頻器的過載能力是指允許其輸出電流超過額定電流的能力，大多數(shù)變頻器都規(guī)定為150%IN、1min。第十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日

變頻器的性能指標(biāo)

變頻器的性能就是通常所說的功能，這類指標(biāo)是可以通過各種測量儀器工具在較短時間內(nèi)測量出來的，這類指標(biāo)是IEC標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)所規(guī)定的出廠所需檢驗的質(zhì)量指標(biāo)。用戶選擇幾項關(guān)鍵指標(biāo)就可知道變頻器的質(zhì)量高低，而不是單純看是進(jìn)口還是國產(chǎn)，是昂貴還是便宜。以下是變頻器的幾項關(guān)鍵性能指標(biāo)。第十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日

（1）在0.5Hz時能輸出多大的起動轉(zhuǎn)矩比較優(yōu)良的變頻器在0.5Hz時能輸出200%高起動轉(zhuǎn)矩（在22kW以下30kW以上，能輸出180%的起動轉(zhuǎn)矩）。具有這一性能的變頻器，可根據(jù)負(fù)載要求實現(xiàn)短時間平穩(wěn)加減速，快速響應(yīng)急變負(fù)載，及時檢測出再生功率。第二十頁，共六十一頁，2022年，8月28日

（2）頻率指標(biāo)。變頻器的頻率指標(biāo)包括頻率范圍、頻率穩(wěn)定精度和頻率分辨率。頻率范圍以變頻器輸出的最高頻率fmax和最低頻率fmin標(biāo)示，各種變頻器的頻率范圍不盡相同。通常，最低工作頻率約為0.1～1Hz，最高工作頻率約為200～500Hz。頻率穩(wěn)定精度也稱頻率精度，是指在頻率給定值不變的情況下，當(dāng)溫度、負(fù)載變化，電壓波動或長時間工作后，變頻器的實際輸出頻率與給定頻率之間的最大誤差與最高工作頻率之比（用百分?jǐn)?shù)表示）。第二十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日

例如，用戶給定的最高工作頻率fmax＝120Hz，頻率精度為0.01%，則最大誤差為：Δfmax＝0.0001×120Hz＝0.012Hz通常，由數(shù)字量給定時的頻率精度約比模擬量給定時的頻率精度高一個數(shù)量級，前者通常能達(dá)到±0.01%（-10～＋50℃），后者通常能達(dá)到±0.5%［（25±10）℃］。頻率分辨率指輸出頻率的最小改變量，即每相鄰兩擋頻率之間的最小差值。第二十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日

例如，當(dāng)工作頻率fx＝25Hz時，如果變頻器的頻率分辨率為0.01Hz，則上一擋的最小頻率為：fn′＝（25＋0.01）Hz＝25.01Hz下一擋的最大頻率為：fx″＝（25－0.01）Hz＝24.99Hz對于數(shù)字設(shè)定式的變頻器，頻率分辨率取決于微機(jī)系統(tǒng)的性能，在整個調(diào)頻范圍（如0.5～400Hz）內(nèi)是一個常數(shù)（例如±0.01Hz）。對于模擬設(shè)定式，頻率的分辨率還與頻率給定電位器的分辨率有關(guān)，一般可以達(dá)到最高輸出頻率的±0.05%。第二十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

4．速度調(diào)節(jié)范圍控制精度和轉(zhuǎn)矩控制精度現(xiàn)有變頻器速度控制精度能達(dá)到±0.005%，轉(zhuǎn)矩控制精度能達(dá)±3%。5．低轉(zhuǎn)速時的脈動情況低轉(zhuǎn)速時的脈動情況是檢驗變頻器好壞的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。有的高質(zhì)量變頻器在1Hz時轉(zhuǎn)速脈動只有1.5r/min。下圖給出了在1Hz時幾種轉(zhuǎn)速脈沖情況的波形（最上面兩種為3.7kW時的特性）。此外，變頻器的噪聲及諧波干擾、發(fā)熱量等都是重要的性能指標(biāo)，這些指標(biāo)與變頻器所選用的開關(guān)器件及調(diào)制頻率和控制方式有關(guān)。用IGBT和IPM制成的變頻器，由于調(diào)制頻率高，其噪聲很小，一般情況下連人的耳朵都聽不見，但其高次諧波始終存在。如果采用的控制方式較好，也可減少一些諧波量。第二十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日

在1Hz時變頻器輸出轉(zhuǎn)速的脈動情況

第二十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日變頻器的選擇第二十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日

通用變頻器的選擇，包括變頻器類型的選擇和容量的選擇。選擇變頻器規(guī)格時應(yīng)注意根據(jù)要求采用合適的選擇方式和計算公式，根據(jù)工程實際情況確定具體調(diào)速方案，包括逆變器與電機(jī)的對應(yīng)關(guān)系、整流器與逆變器的對應(yīng)關(guān)系（是否采用成組驅(qū)動）、制動部分的結(jié)構(gòu)方式及配置規(guī)模、采用哪種控制方式等等第二十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日變頻器的技術(shù)規(guī)范

在選用變頻器時，用戶通常都要查看該型號變頻器的產(chǎn)品資料，每一個品牌的變頻器都有多種規(guī)格型號供選擇，一般通用變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù)分為型號及定貨號、額定輸入/輸出參數(shù)、控制方式等，其中包括一些控制精度、控制參數(shù)、顯示模式參數(shù)、保護(hù)特性參數(shù)及環(huán)境參數(shù)等五大類。這里介紹一下在實際工程應(yīng)用中會涉及到的有關(guān)參數(shù)的一些知識，供選型時參考。第二十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日

1．容量通用變頻器的容量用所適用的電動機(jī)功率（kW）、輸出容量（kVA）、額定輸出電流（A）表示。其中最重要的是額定電流，它是指變頻器連續(xù)運行時輸出的最大交流電流的有效值。輸出容量決定于額定輸出電流與額定輸出電壓下的三相視在輸出功率。日本產(chǎn)的通用變頻器的額定輸入電壓往往是200V與220V、400V與440V共用不細(xì)分，變頻器的輸入電源電壓常允許在一定范圍內(nèi)波動，因此，輸出容量一般用作衡量變頻器容量的一種輔助手段。但德國西門子公司的變頻器對電源電壓則規(guī)定得很嚴(yán)格。第二十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日

日本的各變頻器生產(chǎn)廠家在1993年達(dá)成了一個行業(yè)協(xié)議：變頻器的型號規(guī)格中均標(biāo)以所適用的電動機(jī)最大功率數(shù)（kW）。例如，富士公司的FRN30G11S-4表示產(chǎn)品型號為FRENIC5000，標(biāo)準(zhǔn)適配電動機(jī)容量為30kW，系列名稱為G11S，電源電壓為400V。變頻器所適用的電機(jī)功率（kW）是以標(biāo)準(zhǔn)的2或4極電機(jī)為對象，在變頻器的輸出額定電流以內(nèi)可以傳動的電機(jī)功率。第三十頁，共六十一頁，2022年，8月28日380V、160W以下單臺電動機(jī)與變頻器間容量的匹配關(guān)系參考表被控交流電動機(jī)容量（kW）變頻器輸出容量

（kVA）被控交流電動機(jī)容量（kW）變頻器輸出容量

（kVA）0.4，0.75222，30501.5，2.2437603.7645，551005.51075，901507.515110，13220011，152516023018.535第三十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日

2．輸入、輸出參數(shù)額定輸入?yún)?shù)包括電源輸入相數(shù)、電壓、頻率、允許電壓頻率波動范圍、瞬時低電壓允許值（相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)適配電動機(jī)85%負(fù)載下的試驗值）、額定輸入電流和需要的電源容量。額定輸出參數(shù)包括通用變頻器的額定輸出電壓（不能輸出比電源電壓高的電壓）、額定輸出電流（在驅(qū)動低阻抗的高頻電動機(jī)等場合，允許輸出電流可能比額定值小）、額定過載電流倍數(shù)、額定輸出頻率等。變頻器的最高輸出頻率因型號的不同而差別很大，通常有50Hz/60Hz、120Hz、240Hz、400Hz或更高，通用變頻器中大容量的大都屬于50/60Hz這一類，而最高輸出頻率超過工頻的變頻器多為小容量。

第三十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日

關(guān)于輸出頻率的調(diào)節(jié)范圍同樣因通用變頻器型號的不同而不同，較常見的有0.5～400Hz。400Hz以上屬中頻。

輸出頻率的精度通常給出兩種指標(biāo)：模擬設(shè)定（如最高頻率的＋0.2%）和數(shù)字設(shè)定（如最高頻率的＋0.01%）。輸出頻率的設(shè)定分辨率通常給出三種指標(biāo)：模擬設(shè)定（如最高頻率的1/3000，例如60Hz時為0.02Hz等）、數(shù)字設(shè)定（如小于99.99Hz時為0.01Hz，大于100.0Hz時為0.1Hz等）和串行通信接口鏈接設(shè)定（如最高頻率的1/20000，小于60Hz時為0.003Hz，120Hz時為0.006Hz等）。

第三十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日控制參數(shù)

選用變頻器時可根據(jù)控制參數(shù)及其說明選擇所需要的參數(shù)，并核對與自己的需要是否相符，有些參數(shù)可能用不上，可以不予考慮。頻率上下限。通常預(yù)設(shè)的頻率上限值和下限值跳越頻率控制。通常設(shè)定跳越點的個數(shù)、跳越頻率設(shè)定范圍等，主要用于避免機(jī)械共振。瞬時過載能力。根據(jù)主回路半導(dǎo)體器件的過載能力，通用變頻器的電流瞬時過載能力常常設(shè)計成150%額定電流、1min，或120%額定電流、1min。與標(biāo)準(zhǔn)異步電動機(jī)（過載能力通常為200%左右）相比較，變頻器的過載能力較小。第三十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日變頻器類型的選擇

變頻器類型選擇的基本原則是根據(jù)負(fù)載的要求進(jìn)行選擇。選擇方法如下：（1）風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載。

因為這類負(fù)載對轉(zhuǎn)速精度沒有什么要求，故選型時通常以價廉為主要原則，選擇普通功能型通用變頻器。（2）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

多數(shù)負(fù)載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動態(tài)性能等方面要求一般不高，例如擠壓機(jī)、攪拌機(jī)、傳送帶、廠內(nèi)運輸電車、吊車的平移機(jī)構(gòu)、吊車的提升機(jī)構(gòu)和提升機(jī)等。選型時可選V/f控制方式的變頻器，

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（3）被控對象具有一定的動態(tài)、靜態(tài)指標(biāo)要求。

這類負(fù)載一般要求低速時有較硬的機(jī)械特性，才能滿足生產(chǎn)工藝對控制系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)指標(biāo)要求。如果控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制，可選用具有無轉(zhuǎn)速反饋矢量控制功能的變頻器。（4）被控對象具有較高的動態(tài)、靜態(tài)指標(biāo)要求。

對于調(diào)速精度和動態(tài)性能指標(biāo)都有較高要求以及要求高精度同步運行等場合，可采用帶速度反饋的矢量控制方式的變頻器。如果控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，可選用能夠四象限運行、V/f控制方式、具有恒轉(zhuǎn)矩功能型變頻器。例如軋鋼、造紙、塑料薄膜加工生產(chǎn)線這一類對動態(tài)性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械，采用矢量控制的高性能通用變頻器，不但能很好地滿足生產(chǎn)工藝要求，還能降低調(diào)節(jié)器控制算法的難度。第三十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日

變頻器容量的計算

選擇變頻器容量的基本原則

1應(yīng)以電動機(jī)的額定電流和負(fù)載特性為依據(jù)選擇通用變頻器的額定容量

2通用變頻器的容量多數(shù)是以kW數(shù)及相應(yīng)的額定電流標(biāo)注的，對于三相通用變頻器而言，該kW數(shù)是指該通用變頻器可以適配的4極三相異步電動機(jī)滿載連續(xù)運行的電動機(jī)功率。一般情況下，可以據(jù)此確定需要的通用變頻器容量。第三十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日

選擇變頻器容量的基本原則3由于通用變頻器輸出中包含諧波成分，其電流有所增加，應(yīng)適當(dāng)考慮加大容量。當(dāng)電動機(jī)屬頻繁起動、制動工作或處于重載起動且較頻繁工作時，可選取大1擋的通用變頻器，以利于通用變頻器長期、安全地運行。其次應(yīng)考慮最小和最大運行速度極限，滿載低速運行時電動機(jī)可能會過熱，所選通用變頻器應(yīng)有可設(shè)定下限頻率、可設(shè)定加速和減速時間的功能，以防止低于該頻率下運行。第三十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日4一般風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載不宜在低于15Hz以下運行，如果確實需要在15Hz以下長期運行，需考慮電動機(jī)的容許溫升，必要時應(yīng)采用外置強迫風(fēng)冷措施，即在電動機(jī)附近外加一個適當(dāng)功率的風(fēng)扇對電動機(jī)進(jìn)行強制冷卻，或拆除電動機(jī)本身的冷卻扇葉，利用原扇罩固定安裝一臺小功率（如25W，三相）軸流風(fēng)機(jī)對電動機(jī)進(jìn)行冷卻。如果電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩能滿足要求，宜選用通用變頻器的降轉(zhuǎn)矩U/f模式，以獲得較大的節(jié)能效果。若通用變頻器用于離心式風(fēng)機(jī)時，由于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量較大，加減速時間應(yīng)適當(dāng)加大，以避免在加減速過程中出現(xiàn)過電流保護(hù)動作或再生過電壓保護(hù)動作。要特別注意50Hz以上高速運行的情況，若超速過多，會使負(fù)載電流迅速增大，導(dǎo)致燒毀設(shè)備，使用時應(yīng)設(shè)定上限頻率，限制最高運行頻率。第三十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日一、按電動機(jī)額定電流選擇

對于多數(shù)的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，可以按照這個方式選擇變頻器規(guī)格：

式中，ICN是變頻器額定電流；IM是電動機(jī)額定電流；K1是電流裕量系數(shù)，根據(jù)應(yīng)用情況，一般可取為1.05～1.15。對于K1，一般情況可取小值，在電動機(jī)持續(xù)負(fù)載率超過80%時則應(yīng)該取大值，因為多數(shù)變頻器的額定電流都是以持續(xù)負(fù)載率不超過80%來確定的。

另外，起動停止頻繁的時候也應(yīng)該考慮取大值，這是因為起動過程以及有制動電路的停止過程電流會短時超過額定電流，頻繁起動停止則相當(dāng)于增加了負(fù)載率。第四十頁，共六十一頁，2022年，8月28日［例1］某110kW電動機(jī)的額定電流為212A，取電流裕量系數(shù)為1.05，按照上式計算，可得變頻器額定電流要大于等于222.6A，可選擇某型號110kW變頻器，其額定電流為224A。這里的裕量系數(shù)主要是為防止電動機(jī)的功率選擇偏低、實際運行時經(jīng)常輕微超載而設(shè)置的，這種情況對于電動機(jī)而言是允許的，但若不設(shè)置裕量系數(shù)，則會造成變頻器負(fù)擔(dān)過重而影響其使用壽命。在變頻器內(nèi)部設(shè)定電動機(jī)額定電流時不應(yīng)該考慮裕量系數(shù)，否則，變頻器對電動機(jī)的保護(hù)就不會有效了。多數(shù)情況下，按照上式計算的結(jié)果，變頻器的功率與電動機(jī)功率都是匹配的，不需要放大，因此在選擇變頻器時盲目把功率放大一級是不可取的，這樣會造成不必要的浪費。第四十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日

二、按電動機(jī)實際運行電流選擇

這個方式特別適用于技術(shù)改造工程，其計算公式為：

式中，K2是裕量系數(shù)，考慮到測量誤差，K2可取1.1～1.2，在頻繁起動停止時應(yīng)該取大值；Id是電動機(jī)實測運行電流，指的是穩(wěn)態(tài)運行電流，不包括起動、停止和負(fù)載突變時的動態(tài)電流，實測時應(yīng)該針對不同工況作多次測量，取其中最大值。按照上式計算后，實際選擇時恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻器標(biāo)稱功率不應(yīng)小于電動機(jī)額定功率的80%，二次方轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻器標(biāo)稱功率不應(yīng)小于電動機(jī)額定功率的65%，如果應(yīng)用時對起動時間有要求，則通常不應(yīng)該降低變頻器功率第四十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日【例2】某風(fēng)機(jī)電動機(jī)為160kW，額定電流為289A，實測穩(wěn)定運行電流在112～148A之間變化，起動時間沒有特殊要求。取Id＝148A，K2＝1.1，按照上式計算，變頻器額定電流應(yīng)不小于162.8A，可選擇某型號的90kW變頻器，額定電流為180A。但90/160＝56.25%，因此，實際選擇該型號110kW變頻器，110/160＝68.75%，符合要求。第四十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

三、按照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇

變頻器的電流過載能力通常比電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩過載能力低，因此，按照常規(guī)配備變頻器時電動機(jī)轉(zhuǎn)矩過載能力不能充分發(fā)揮作用。

式中，λd是電動機(jī)轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)，λf是變頻器電流短時過載倍數(shù)，K3是電流/轉(zhuǎn)矩系數(shù)。電動機(jī)轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)可以從樣本查得，變頻器電流1min過載倍數(shù)為150%時，最大瞬間過載電流倍數(shù)為200%，可用的短時過載倍數(shù)可按1.6～1.7選?。坏谒氖捻?，共六十一頁，2022年，8月28日［例3］某軋鋼機(jī)飛剪機(jī)構(gòu)，在空刃位置時要求低速運行以提高定尺精度，進(jìn)入剪切位置前則要求快速加速到線速度與鋼材速度同步，因此需要按照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇變頻器，飛剪電動機(jī)160kW，額定電流296A，轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)2.8。取電流/轉(zhuǎn)矩系數(shù)為1.15，變頻器短時過載倍數(shù)為1.7，用上式計算得變頻器額定電流應(yīng)不小于560A，選擇某型號300kW變頻器，額定電流為的605A。第四十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日

四、按起動特性選擇

1．電動機(jī)直接起動時通常，三相異步電動機(jī)直接用工頻起動時，其起動電流為額定電流的4～7倍。對于電機(jī)功率小于10kW的電機(jī)直接起動時，可按下式選取變頻器：式中，Ik為在額定電壓、額定頻率下，電動機(jī)起動時的堵轉(zhuǎn)電流（A）；Kg為變頻器的允許過載倍數(shù)，Kg＝1.3～1.5。第四十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日2．大慣性負(fù)載起動時對于大慣性負(fù)載，一般按下式計算變頻器的容量：

式中，GD2為換算到電動機(jī)軸上的總飛輪矩（N·m2）；TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩（N·m）；η為電動機(jī)效率（通常約0.85）；cos為電動機(jī)功率因數(shù)（通常約0.75）；tA為電動機(jī)加速時間（s），根據(jù)負(fù)載要求確定；k為電流波形的修正系數(shù)（PWM方式時取1.05～1.1）；nM為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）；PCN為變頻器容量（kVA）。第四十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日3．多臺電動機(jī)并聯(lián)起動且部分直接啟動這種情況下，所有電動機(jī)由變頻器供電且同時起動，但一部分功率較小的電動機(jī)（一般小于7.5kW）直接起動，功率較大的則使用變頻器實行軟起動。此時，變頻器的額定輸出電流按下式計算ICN≥[N2Ik＋（N1－N2）In]/Kg

式中，N1為電動機(jī)總臺數(shù)；N2為直接起動的電動機(jī)臺數(shù)；Ik為電動機(jī)直接起動時的堵轉(zhuǎn)電流（A）；In為時機(jī)額定電流；Kg為變頻器容許過載倍數(shù)（取1.3～1.5）。第四十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日4．并聯(lián)運行中追加投入起動時

用一臺變頻器拖動多臺電動機(jī)機(jī)并聯(lián)運轉(zhuǎn)時，對于一小部分電動機(jī)開始起動后，再追加投入其他電動機(jī)起動的場合，如圖此時，變頻器的電壓、頻率已經(jīng)上升，追加投入的電動機(jī)將產(chǎn)生較大的起動電流。因此，變頻器容量與同時起動時相比需要增大一些。變頻器額定輸出電流ICN可按下式計算：第四十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日式中，N1為先起動的電動機(jī)臺數(shù)；N2為追加投入起動的電動機(jī)臺數(shù)；IHn為先起動的電動機(jī)的額定電流（A）；ISn為追加投入電動機(jī)起動的額定電流（A）；k為修正系數(shù)（取1.05～1.10）。第五十頁，共六十一頁，2022年，8月28日五、按運行特性選擇1．連續(xù)運轉(zhuǎn)時由于變頻器傳給電動機(jī)的是脈沖電流，其脈動值比工頻供電時電流要大，因此，須將變頻器的容量留有適當(dāng)?shù)挠嗔?。此時，變頻器應(yīng)同時滿足以下三個條件：（A）

（kVA）

（kVA）第五十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日式中，PM為負(fù)載所要求的電動機(jī)的軸輸出功率；η為電動機(jī)的效率（通常約0.85）；cos為電動機(jī)的功率因數(shù)（通常約0.75）；為電動機(jī)電壓（V）；為電動機(jī)電流（A），是工頻電源時的電流；k為電流波形的修正系數(shù)（PWM方式時，取1.05～1.0）；PCN為變頻器的額定容量（kVA）；ICN為變頻器的額定電流（A）。第五十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日2．一臺變頻器拖動多臺電動機(jī)并聯(lián)運行時這種